Název projektu
Povrchově modifikované nanostruktury II.
Kód
SP2020/24
Předmět výzkumu
V rámci tohoto projektu budou připravovány a charakterizovány povrchově modifikované nanostruktury, přičemž výzkum bude rozdělen do následujících tří částí.
1) Příprava a charakterizace nanovlákenných vrstev na bázi nosných polymerů a kys. hyaluronové s obsahem antibakteriálních léčiv majících vyšší rozpustnost ve vodě. Při inkorporaci antibakteriálních léčiv budou vyzkoušeny různé metody procesu elektrostatického zvlákňování, a to s cílem dosáhnout optimálních podmínek přípravy. Bude provedena analýza výchozích surovin před a po zvláknění, aby byly stanoveny účinky elektrostatického pole. V neposlední řadě bude provedeno stanovení antibakteriální účinnosti, včetně uvolňování léčiva.
2) Příprava a charakterizace fotoaktivních nanočástic ZnS hydrotermální a mikrovlnnou syntézou. Po komparaci fotoaktivní účinnosti takto připravených nanočástic bude přistoupeno k přípravě nanokompozitů ZnS/fylosilikát s cílem dosáhnout stejné nebo vyšší fotokatalytické aktivity při snížení obsahu ZnS v nanomateriálu. Při charakterizaci bude věnována zvýšená pozornost spektroskopickým metodám (Ramanova a IČ spektroskopie) za účelem potvrzení přítomnosti chemických vazeb mezi nanočásticemi a fylosilikátovou matricí.
3) Studium nanovlákenných struktur (nylon, PVDF, atd.) povrchově modifikovaných nanočásticemi CeO2 metodou molekulárního modelování (geometrická optimalizace a molekulární dynamika) se zaměřením na vzájemnou interakci nanočástice-nanovlákno. Studovány budou vzájemné interakce vybraných hkl rovin nanočástic a krystalických domén nanovláken.
Časový harmonogram řešení projektu:
01/2020 – 06/2020
- literární rešerše na téma povrchově modifikovaných nanomateriálů
- příprava nanovlákenných materiálů s antibakteriálními léčivy
- příprava nanočástic ZnS hydrotermální syntézou a jejich charakterizace
- příprava nanočástic ZnS mikrovlnnou syntézou a jejich charakterizace
- charakterizace připravených nanomateriálů Ramanovou a IČ spektroskopií, EDS, SEM, digitální mikroskopií, rentgenovou difrakcí
- molekulární simulace nanovlákenných materiálů na bázi nylonu s obsahem fotoaktivních nanočástic (CeO2)
- srovnání výsledků molekulárních simulací nanovlákenných materiálů na bázi nylonu obsahujících fotoaktivní nanočástice s experimentálními daty
07/2020 – 12/2020
- optimalizace přípravy nanovlákenných vrstev na přístroji 4SPIN LAB
- provedení základních testů vyluhovatelnosti a testů antibakteriální účinnosti nanovlákenných vrstev
- příprava nanokompozitů ZnS/fylosilikát hydrotermální syntézou a jejich charakterizace
- příprava nanokompozitů ZnS/fylosilikát mikrovlnnou syntézou a jejich charakterizace
- charakterizace připravených nanomateriálů Ramanovou a IČ spektroskopií, EDS, SEM, digitální mikroskopií, rentgenovou difrakcí
- charakterizace nanokompozitů ZnS/fylosilikát pomocí HRTEM
- molekulární simulace nanovlákenných materiálů na bázi PVDF a polyakrylonitrilu s obsahem fotoaktivních nanočástic (CeO2)
- srovnání výsledků molekulárních simulací nanovlákenných materiálů na bázi na bázi PVDF a polyakrylonitrilu obsahujících fotoaktivní nanočástice s experimentálními daty
- příprava článků do mezinárodních impaktovaných časopisů a konferenčních příspěvků
Rozdělení práce a úkolů mezi členy řešitelského týmu
_______________________________________________________________
doc. Ing. Jonáš Tokarský, Ph.D. – hlavní řešitel – vedoucí doktorské práce Adama Vernera a Julie Smijové – molekulární modelování povrchově modifikovaných nanostruktur, příprava VaV výstupů
Mgr. Kateřina Mamulová Kutláková, Ph.D. – konzultantka doktorské práce Lenky Bardoňové – vedení přípravy povrchově modifikovaných nanostruktur, RTG difrakční analýza, testování fotodegradační aktivity, příprava VaV výstupů
Mgr. Pavlína Peikertová, Ph.D. – konzultantka doktorské práce Julie Smijové – spektroskopická a mikroskopická charakterizace povrchově modifikovaných nanostruktur, příprava VaV výstupů
Ing. Lenka Bardoňová – studentka doktorského studijního programu Nanotechnologie – příprava a charakterizace nanovlákenných struktur, spolupráce na přípravě VaV výstupů
Ing. Julie Smijová – studentka doktorského studijního programu Nanotechnologie – příprava a charakterizace povrchově modifikovaných nanostruktur na bázi fylosilikátů s obsahem ZnS, spolupráce na přípravě VaV výstupů
Ing. Adam Verner – student doktorského studijního programu Nanotechnologie – molekulární modelování povrchově modifikovaných nanostruktur, spolupráce na přípravě VaV výstupů
Rok zahájení
2020
Rok ukončení
2020
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Kategorie
SGS
Typ
Specifický výzkum VŠB-TUO